Развитие и эволюция научных знаний об органических веществах Автор: Мосина Алина, ученица 10 класса В Руководитель: Довгаль О.В., учитель химии МУ «Управления образования Администрации города Бийска» МОУ «Средняя общеобразовательная школа 1» Бийск2008

Содержание Мир органических молекул Цепь развития научной мысли Витализм Исследования 19 века Проблемы Теории и гипотезы Бутлеров Александр Михайлович Теория строения органических веществ Основные положения теории Науки, подтверждающие правильность теории строения органических веществ Заключение

Мир органических молекул Органическая химия – это химия углеводородов и их производных. Не случайно говорят: «Атом углерода – атом жизни». И действительно, ведь углерод лежит в основе всего живого.

Общие признаки органических веществ: наличие углерода; способность гореть или разгораться с образованием углеродсодержащих продуктов; наличие в молекулах только ковалентных связей; валентность углерода равная четырём.

Й.Я. Берцелиус Шведский химик Берцелиус определил органическую химию как химию растительных или животных веществ, образующихся под влиянием «жизненной силы». Именно он ввёл понятие органические вещества и органическая химия.

Витализм До 20-х гг. XIX многие учёные считали: что органические вещества нельзя синтезировать в лаборатории из неорганических веществ; что они образуются только при участии особой «жизненной силы» витализмом Учение о «жизненной силе» называется витализмом

Это учение существовало недолго, потому что уже в начале и середине XIX в. были синтезированы многие органические вещества.

Цепь развития научной мысли Факты Гипотезы Логическое следствие (теория, закон) Дальнейшее развитие теории

Исследования 19 века

Фридрих Вёлер в 1824 году синтезировал щавелевую кислоту; в 1828 году – мочевину, нагревая водный раствор цианата аммония.

Генрих Кольбе В 1845 году Г. Кольбе из угля, серы, хлора и воды синтезировал уксусную кислоту (CH 3 OOH).

М. Бертло В 1854 году М. Бертло первый осуществил синтез жира, при нагревании глицерина и стеариновой кислоты.

Герман Гесс В 1840 году русский учёный Герман Иванович Гесс сделал вывод о том, что органические вещества образуются по тем же законам, что и неорганические

Александр Бутлеров В 1861 году А.М. Бутлеров синтезировал сахаристое вещество 6HCOH C 6 H 12 O 6

Проблемы Не всегда можно определить валентность арифметическим способом; Одна и та же молекулярная формула может обозначать разные вещества

Гипотезы и теории Огромный фактический материал требовал теоретического обобщения. Это и послужило появлению первых классификаций органических веществ - теории радикалов (1815г.) и теории типов (1875г.) теории радикалов теории типов

Теория радикалов Первой системой взглядов в области теории органической химии явилась теория радикалов.

Основоположники: Ж. Дюма Ю. ЛибихЖ. Гей-Люссак Й. Берцелиус

Теория радикалов При превращениях органических веществ, некоторые группы атомов (радикалы) не изменяясь переходят из одного вещества в другое

Теория типов Классификация по типам: по типу водорода – углеводороды; по типу воды – спирты, эфиры, органические кислоты; По типу аммиака - амины

Основоположники Ш. Жерар Ж. Дюма О. Лоран

Бутлеров Александр Михайлович Председатель отделения химии Русского физико- химического общества; почетный член многих научных обществ. Создатель теории химического строения органических веществ, лежащей в основе современной химии гг.

Теория строения органических веществ 19 сентября 1861 г. на 36-ом съезде естествоиспытателей и врачей в немецком г. Шпейере Бутлеров выступил с докладом: «О химическом строении веществ», в котором изложил основные положения теории.

Основные положения теории В органических соединениях атом углерода только четырёхвалентен; Атомы углерода могут образовывать углеродные цепочки. Порядок атома в молекуле – структура (линейная, разветвлённая, циклическая); Структурная изомерия – явление существования разных веществ с одинаковым качественным и количественным составом; В молекулах атомы взаимно влияют друг на друга

Структурная изомерия Бутан C 4 H 10 Изобутан C 4 H 10

Науки, подтверждающие правильность теории строения органических веществ Учение валентности Учение о химической связи Стереохимия Учение о строении атома Метод валентных связей Метод молекулярных орбиталей

Положение электрона в атоме определяется Энергетическим уровнем, число энергетических уровней в атоме равно номеру периода, в котором находится элемент; Подуровнем. Число подуровней в уровне равно номеру уровня. Орбиталью. В каждом подуровне существует определённое число орбиталей. В s-подуровне – 1 орбиталь, в p – 3, в d -5, в f – 7. Спином. Спин – особое свойство электрона, его собственный магнитный момент. Он может быть положительным и отрицательным. На одной орбитали располагаются электроны с разными спинами, что изображается так:

Электронное строение атома углерода

Валентные состояния атома углерода ПервоеВтороеТретье sp 3 -гибридизацияsp 2 -гибридизацияsp-гибридизация 109°28' 120°180°

Стереохимия В последней трети XIX в. идеи пространственного расположения атомов в молекуле были развиты в работах нескольких химиков, которые и заложили основы стереохимии.

Выяснилось, что использование непространственных формул приводит к некоторым противоречиям. Например, метиленхлорид CH2Cl2 на плоскости может быть изображён двумя способами:

Основоположники Теоретические основы стереохимии независимо друг от друга заложили Якоб Гендрик Вант-Гофф и Ж.А. Ле Бель, а И. Вислиценус многое сделал для распространения их идей. Вант-ГоффИ. Вислиценус Ж.А. Ле Бель

Работа «О расположении атомов в пространстве» Четыре валентности атома углерода можно расположить в направлении вершин тетраэдра, представив при этом, что атом углерода находится в центре этого тетраэдра. Если четыре заместителя при углероде представляют собой четыре различные одновалентные группы, то образуются два разных тетраэдра, один из которых является зеркальным отображением другого.

Развитие стереохимии Дальнейшее развитие стереохимии связано с именами Адольфа Байера, Виктора Мейера, Артура Ганча, Альфреда Вернера и др. Благодаря развитию стереохимии структурная химия перешла от изображения формул веществ на плоскости к их изображению в трёхмерном пространстве.

Сейчас известно более 20 млн. органических веществ; многие из них не существуют в природе, а получены в лаборатории. Промышленный синтез является одним из основных направлений химической промышленности.

Заключение В течении 19 века учёные накопили огромное количество новых открытий и гипотез, а теория Бутлерова явилась обобщением достижений в области химии и представила качественно новый подход к пониманию строения и свойств веществ.

Список литературы «Репетитор по химии» под редакцией А.С.Егорова; изд. Феникс; Ростов-на-Дону; 2007г.; «Химия 10 класс», О.С.Габриелян; изд. Дрофа; М.; 2005г. «Книга по химии для домашнего чтения» Стёпин Б.Д. М.: Химия, «Химия 10 класс. Поурочные планы» В.Г. Денисова, изд. Учитель, Волгоград, 2003г. «Пути развития химии», В. Штрубе, изд. Мир, М., 1984г.